В этом заключается идея применения лазерной связи, также известной как оптическая связь, вместо радиоволн.
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
Как только этот рубеж будет достигнут, проект сможет начать демонстрировать устойчивую передачу данных с высокой пропускной способностью от приемопередатчика в Паломаре на различные расстояния от Земли. Применение технологии DSOC должно также компенсировать время прохождения света от зонда до Земли на больших расстояниях. При максимальном удалении Psyche от нашей планеты фотонам ближнего инфракрасного диапазона DSOC потребуется около 20 минут для обратного пути. За это время и зонд, и планета успеют переместиться. Поэтому лазеры восходящего и нисходящего каналов должны будут адаптироваться к изменению положения.
НАСА использовало ее и раньше для передачи данных, но только с околоземной орбиты. Ранее мы рассказывали, что Facebook строит обсерватории для лазерной связи со спутниками. Использовать же на больших расстояниях ранее ее не удавалось, так как это довольно проблематично. Дело в том, что для передачи сигнала необходимо навести лазерный луч на приемник. Соответственно, чем больше расстояние, тем требуется более высокая точность. Кроме того, сигнал фотонов становится слабее, поэтому требуется больше времени, чтобы преодолеть необходимое расстояние.
Схема работы системы оптической связи DSOC Лазерный сигнал из космоса принят на Земле Как сообщает Лаборатории реактивного движения НАСА , благодаря невероятно точному маневру, 14 ноября лазерный приемопередатчик на аппарате Психея зафиксировался на мощном маяке связи JPL, что позволило приемопередатчику DSOC направить на него лазер с расстояния 16 миллионов километров. К слову, это в 40 раз дальше, чем расстояние до Луны. Как сообщается в исследовании, фотонам потребовалось около 50 секунд, чтобы добраться от космического корабля до Земли. Когда же аппарат достигнет самого дальнего расстояния, лазеру понадобится 20 минут, чтобы достичь Земли, а затем вернуться назад к космическому аппарату.
Пока спутник ориентирован на классическую оптическую связь. Основной задачей «Импульса-1» является сбор данных. В течение ближайших шести месяцев — года исследователи планируют собрать достаточно данных для разработки следующей версии спутника. Ожидается, что эта версия спутника будет обладать расширенными возможностями, что сделает ее реальным конкурентом на коммерческом рынке.
Они отрабатывают технологию оптической связи с далёким космосом.
И это пока самое дальнее расстояние, с которого доводилось получать такой целенаправленный лазерный луч. До этого его посылали либо с околоземной орбиты, либо максимум с окололунной. Схема во всех случаях такая: сначала передатчик с Земли отправляет сигнал на космический аппарат, потом зонд посылает его назад, и его на Земле принимает телескоп. Как работает экспериментальная система NASA по оптической связи в дальнем космосе. К примеру, во время будущих телетрансляций из марсианской колонии тамошний корреспондент услышит вопрос землянина как минимум через три минуты, а то и через все двадцать.
Система «Сфера» получит лазерную связь
В апреле «Роскосмос» сообщил , что создал оператора по развитию национальной многоспутниковой орбитальной группировки «Сфера» путем реорганизации оператора, который работал совместно с британской компанией OneWeb. В августе 2021 года президент американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила , что все новые спутники глобальной системы Starlink получат лазерные терминалы.
Кроме того, в составе станций имеется метеоаппаратура, предназначенная для определения параметров атмосферы и коррекции результатов измерений по условиям распространения сигналов, аппаратура единого времени, обеспечения электропитания, безопасности информации и укрытие. Точностные характеристики станций: среднеквадратическая погрешность измерения дальности - 3.. Решаются следующие задачи: Дальномерная информация используется для высокоточного определения параметров орбит и координат наземных пунктов в общеземной геоцентрической системе координат, а также для контроля целевых характеристик и координатно-временного обеспечения ГНС ГЛОНАСС; угломерная информация используется для определения орбит космических объектов, в том числе при выведении высокоорбитальных КА на орбиту, а также для реализации однопунктовой схемы вместе с дальностью навигационно-баллистического обеспечения полетов; фотометрическая информация используется для оценки параметров ориентации КА; видовая информация детальные изображения используется для распознавания КА и оценки его развертывания.
На видео запечатлен рыжий кот по кличке Татерс, который гоняется за огоньком лазерной указки. На кадры наложили графику, которая демонстрирует маршрут «Психеи», а также изображение принимавшей сигнал Паломарской обсерватории в Калифорнии и техническую информацию о сеансе связи.
В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. С помощью таких лазеров в будущем ученые планируют поддерживать связь с пилотируемыми миссиями, например, на Марсе.
Это расстояние более чем в 40 раз превышает среднее расстояние от Земли до Луны. Зонд "Психея" направляется к одноименному металлическому астероиду. Аппарат "Психея" у одноименного астероида в представлении художника реклама Испытания системы дальней космической оптической связи DSOC начались в Калифорнии, на базе Лаборатории реактивного движения в Столовой горе. Там, на холмах недалеко от Лос-Анджелеса, инженеры включили маяк исходящей линии связи — лазер ближнего инфракрасного диапазона, направленный в сторону "Психеи". Спустя немногим более 50 секунд приемопередатчик на «Психее» принял сигнал и в ответ отправил свой собственный отклик обратно в Паломарскую обсерваторию.
CubeSat продемонстрирует самую быструю лазерную связь NASA из космоса
Этот шаг столь же затратен и сложен, как переделка автомобиля каждый раз, когда человеку нужно путешествовать. В каждой миссии PTD используются одни и те же конструкции автобуса космического корабля и платформы авионики с целью повышения эффективности и сокращения времени, необходимого для планирования и проектирования миссии. Terran Orbital из Ирвина, Калифорния, предоставляет космический корабль, интегрирует полезную нагрузку и выполняет миссии PTD. Такой подход позволяет серии PTD быстро и недорого демонстрировать новые технологии подсистем для увеличения возможностей малых космических аппаратов. Помимо того, что TBIRD находится на стандартном коммерческом космическом корабле, он также был построен из существующих коммерческих телекоммуникационных аппаратных продуктов, которые были модифицированы для экстремальных условий космоса.
Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах 700—950 нм или 1550 нм, в зависимости от применяемого лазерного диода.
Ключевой принцип АОЛС основан на компромиссе: чем большую продолжительность простоев вследствие неблагоприятных погодных условий туманов допускает заказчик, тем протяжённее будет канал связи. Иногда в состав АОЛС входит резервный радиоканал [2]. Применение[ править править код ] Беспроводная оптика рассматривается в качестве решения: на участках последней мили в условиях городской застройки для связи между многоэтажными домами, бизнес-центрами и узловыми точками сети ; для организации связи от узлов связи оператора до базовых станций сетей сотовой связи при больших объёмах передаваемого цифрового трафика 4G, LTE ; для связи объектов, когда прокладка кабеля невозможна промзоны, горная местность, железная дорога или стоимость этой прокладки велика; в качестве временного канала связи, а также в случаях, когда необходимо срочно организовать канал связи горячий резерв ; когда требуется закрытый канал связи, невосприимчивый к радиопомехам и не создающий их аэропорты, близость радиолокаторов, линий электропередач ; при необходимости уменьшения задержек [3] по сравнению с кабельными линиями.
Входящее в состав холдинга предприятие «Оптрон» демонстрирует на выставке широкую линейку диодов различных типов в корпусе для поверхностного монтажа.
Устройства используются в составе радиостанций, радиодальномеров и радиовысотомеров, в аппаратуре шифрования сигналов, маршрутизаторах доступа, бортовом оборудовании летательных аппаратов и радиолокационных станциях. Изделия представляют собой высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие свет в электрический сигнал. Лавинные фотодиоды применяются в машинном зрении, оптоволоконной телекоммуникации и лазерной дальнометрии.
Оптика на порядок увеличила бы его пропускную способность. Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю.
Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле. Тем не менее, команда зонда смогла продублировать передачу фрагмента инженерных данных с борта зонда по оптическому каналу в то же время, как эти данные передавались по основному радиоканалу. Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса.
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
Для «Системы лазерной связи» (КЭ «СЛС») возможно и перспективно применение оптоэлектронных процессоров для увеличения скорости передачи данных. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. В этом плане лазерная связь является одной из самых перспективных по скорости передачи данных и конфиденциальности. Однако установка космической связи на основе лазеров сопряжено с рядом технических -первых, лазерный свет формирует достаточно узкий лучи.
Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию
Тогда на Землю, которая находилась в 31 млн км, было отправлено 15-секундное видео в сверхвысоком разрешении, рассказывает сайт NASA. Теперь аппарат отдалился от дома еще больше, и скорость передачи данных упала. Когда 8 апреля он снова связался с Землей, это произошло уже на расстоянии 226 млн км. Система лазерной связи подключилась к радиопередачику «Психеи», а затем отослала копию инженерных данных по световому лучу.
Кроме того, инженерам впервые удалось скомандовать передатчику начать отправку данных, собранных «Психеей», по оптическому каналу. Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории.
Наша цель — создать комплекс высокотехнологичных терминалов, способных обеспечить безопасную, быструю и надежную лазерную связь. Применение терминалов лазерной связи охватывает следующие области: Беспилотная авиация: Наши терминалы лазерной связи усовершенствуют коммуникацию и передачу данных между беспилотными летательными аппаратами и контрольными пунктами, повышая эффективность и надежность беспилотных миссий. Беспилотная авиация претерпевает быстрый рост и развитие, играя ключевую роль в различных областях, включая военную, гражданскую и научную сферы. Эффективная связь между беспилотными летательными аппаратами БЛА и контрольными пунктами имеет огромное значение для успешного выполнения миссий и обеспечения безопасности. Также возможна реализация кластерной связи роя дронов, что представляет собой инновационный метод координации и управления группой БЛА для эффективного выполнения миссий и задач. Кластерная связь позволяет синхронизировать действия дронов, обеспечивая слаженное взаимодействие и максимальную производительность всего роя.
Там, на холмах недалеко от Лос-Анджелеса, инженеры включили маяк исходящей линии связи — лазер ближнего инфракрасного диапазона, направленный в сторону "Психеи". Спустя немногим более 50 секунд приемопередатчик на «Психее» принял сигнал и в ответ отправил свой собственный отклик обратно в Паломарскую обсерваторию.
Это событие ознаменовало первое успешное испытание DSOC, линии связи следующего поколения, которая передает информацию не с помощью радиоволн, а с помощью лазерного света. Это часть серии испытаний, которые НАСА проводит для ускорения связи в глубоком космосе в рамках различных миссий. Ранее, в других миссиях, лазерная связь уже была опробована на околоземной орбите и на пути к Луне и обратно, но данное испытание является самым сложным и проведено на беспрецедентном расстоянии.
Передавали видео с помощью новой лазерной системы связи. Ролик загрузили в память зонда перед его запуском, а максимальная скорость передачи достигла 267 мегабит в секунду, то есть как при широкополосном интернет-соединении. Сигнал достиг планеты за 101 секунду. На видео запечатлен рыжий кот по кличке Татерс, который гоняется за огоньком лазерной указки.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
Беспроводные терминалы лазерной связи могут обеспечить надежную связь между научными группами, базовыми лагерями и исследовательскими станциями, преодолевая преграды и. Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка». В этом плане лазерная связь является одной из самых перспективных по скорости передачи данных и конфиденциальности. Высокоскоростная лазерная связь обеспечивает передачу информации с пропускной способностью от 34 до 155 Мбит/с. Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью.
NASA испытало систему лазерной связи на орбите
Представители НАСА считают, что если проект окажется успешным, то астронавты следующих десятилетий, направляющиеся на Луну или Марс, смогут использовать лазерный свет в качестве средства связи с Землей. Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн, чем радиоволны. А это позволит космическим миссиям отправлять в 10—100 раз больше информации в единицу времени, чем сейчас. Испытание 14 ноября ознаменовало «первый свет» для DSOC, и инженеры продолжат испытания системы во время путешествия «Психеи» к одноименному астероиду, находящемуся в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Аппарат должен попасть туда в 2029 году, а затем провести 29 месяцев, исследуя причудливый металлический мир.
В России создан прототип компактного терминала космической лазерной связи, который можно использовать на спутниках формата кубсат. В МФТИ добавили, что терминал потребляет около 15 ватт энергии, способен передавать данные со скоростью до 100 мегабит в секунду на расстояниях около 1,5 тысячи километров. Устройство изготовлено при помощи 3D-принтера и ЧПУ-станков.
После того, как она прибудет на землю, данные будут переданы команде ILLUMA-T в Центре космических полетов имени Годдарда, чтобы проверить, что они по-прежнему точны и высокого качества на этих скоростях. Если эксперимент увенчается успехом, НАСА надеется, что лазерная связь может стать регулярной частью операций не только на МКС, но и для сети ближнего космоса, которая будет охватывать спутники, вращающиеся вокруг Земли и Луны, и сети Дальнего космоса.
В частности, с ее помощью можно будет в режиме реального времени собирать данные со всех систем самолета и отправлять их на землю, где они будут анализироваться с целью прогнозирования отказов. То есть, если сейчас они с охраняются бортовыми самописцами и анализируются только после катастрофы и мы знаем, что послужило ее причиной , то в будущем можно будет эти катастрофы предотвратить. Кроме того, в режиме реального времени можно будет транслировать на землю изображение с камер, так что уж точно не повторится ситуация с малайзийским «Боингом» MH370 , который просто «потерялся».
Илья Шатилин.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
Лазерная связь позволяет передавать в 1 000 раз больше данных за единицу времени с в 10 раз большей скоростью. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт. Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность.
Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны. Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью.